物理选择性必修 第三册第五章 原子与原子核第三节 核力与核反应方程优质ppt课件

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用α粒子轰击铍核而发现了中子的核反应方程可以写为
大量的实验测量表明，在核反应过程中，方程两边总的质量数和电荷数是守恒的。原子核在发生衰变时也具有相同的特点，电荷数和质量数总是守恒的。
三、核力及四种基本相互作用
原子核内部中子不带电，质子带正电，按照库仑定律，核内质子会相互排斥，为什么它们还能稳定束缚在原子核里面呢？
存在于一切物体之间的万有引力是另一种基本相互作用，地面上的物体所受的重力就是万有引力在地球表面附近的一种表现。
电荷之间同样存在相互作用。同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引，两个磁体之间也存在类似的相互作用。 19世纪后，人们认识到电荷间、磁体间的相互作用，其本质上是同一种相互作用的不同表现，这种相互作用被称为电磁相互作用，它也是自然界的一种基本相互作用。
在放射现象中起作用的还有另一种基本相互作用——弱相互作用。最早观察到的弱相互作用现象是原子核的β衰变，后来又观察到介子、重子和轻子通过弱作用的衰变和中微子散射等弱作用过程。弱相互作用的力程比强相互作用更短，为10-18m，但强度只是强相互作用的10-12倍。
包括爱因斯坦在内的许多物理学家认为四种基本相互作用可能是某种相互作用在不同条件下的不同表现，就像电和磁是电磁相互作用的不同表现形式一样。为此，物理学家做了大量研究工作，但至今没有得到实验的检验。
式中△E为结合能，△m为质量亏损。原子核的结合能与核子数之比被称为该原子核的比结合能，也叫平均结合能。它反映了一个原子核内核子相互结合的紧密程度，比结合能越大，原子核越稳定。图5-3-3给出了不同原子核的比结合能随质量数A的变化情况。
1.下列说法正确的是（　　）A．增大放射性元素的压力和温度，可使该元素的衰变变快B．一个氘核的质量小于一个质子和一个中子的质量和C．氡的半衰期为3.8天，若有4个氡原子核，经过7.6天就只剩下1个D．氢原子核外电子从n=1的轨道跃迁到n=3的轨道时，电子的动能变大、电势能减小
2.通过百余年核物理的发展和进步，人们已经对原子核有了更进一步的认识，下列说法正确的是（　　）A．两个质子之间，不管距离如何，核力总是大于库仑力B．原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需要的能量C．比结合能越小，原子核越稳定D．由爱因斯坦质能方程可知，质量和能量可以相互转化
3.下列关于结合能和比结合能的说法正确的是（　　）A．铀核裂变是生成钡核和氪核，钡核的比结合能比铀核小B．氘核与氚核结合成氨核，比结合能减小C．铀核发生α衰变生成钍核，释放能量，则铀核的比结合能比钍核小D．结合能越大，原子核越稳定
4.如图所示，一个原子核X经图中所示的一系列α、β衰变后，生成稳定的原子核Y。下列说法正确的是（　　）A．此过程发生了7次α衰变B．此过程发生了8次β衰变C．原子核X发生α衰变的半衰期与温度有关D．原子核X的比结合能比原子核Y的比结合能大
5.关于物理学史和物理概念，下列说法正确的是（　　）A．在光电效应中，入射光的频率越大，金属的逸出功越大B．卢瑟福通过α粒子散射实验，得到原子中带正电部分体积很小，但几乎占有全部质量C．按照玻尔理论，氢原子核外电子轨道半径越大，其电子动能越大，但总能量越低D．原子核的结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定
7.下列说法中正确的是（     ）A．氢原子由高能级跃迁到低能级时，电子的动能增加，原子的电势能减少，总能量不变B．天然放射现象中的β射线实际是高速电子流，穿透能力比α粒子强C．原子核的平均结合能越小，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定D．放射性元素的半衰期会随温度或压强的变化而变化
8.下列说法正确的是（　　）A．电子与X射线都能发生衍射现象，说明电子与X射线都是电磁波B．α粒子散射实验中，个别α粒子穿过金箔后偏转角接近180°，是原子中的电子对α粒子作用的结果C．核子结合在一起，质量就会亏损，说明原子核的质量大于构成它的所有核子单独存在时的总质量D．原子的发光频率只与原子的内部结构有关，可以把某种原子的光谱当作该原子的“特征谱线”
9.卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，产生了氧的一种核素X和一个质子，这是人类第一次实现原子核的人工转变。已知α粒子、氮原子核、氧的核素X、质子的质量分别为4.0026u、14.0073u、17.0045、1.0078u，核反应时质量亏损1 u释放的核能约为931 MeV。则下列说法正确的是（　　）A．X的核子数为16B．核反应中释放的能量约为2.33 MeVC．X核比α粒子更稳定，是因为X核的结合能大D．若用动能为2 MeV的α粒子轰击静止的氮原子核，该核反应一定不能发生
一、原子核的组成1．质子的发现：1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现了质子。 2．中子的发现：卢瑟福猜想，原子核内可能还存在着一种质量与质子相同，但不带电的粒子，称为中子，查德威克通过实验证实了中子的存在，中子是原子核的组成部分。3．原子核的组成：原子核由质子和中子组成，质子和中子统称为核子。 4．原子核的符号
三、核力与四种基本相互作用1．核力：原子核中的核子之间存在一种很强的相互作用，即存在一种核力，它使得核子紧密地结合在一起，形成稳定的原子核．这种作用称为强相互作用。2．强相互作用的特点(1)强相互作用是短程力，作用范围只有约10－15 m。(2)距离增大时，强相互作用急剧减小．超过10－15 m，相互作用不存在。3．弱相互作用(1)弱相互作用是引起原子核β衰变的原因，即引起中子—质子转变的原因。(2)弱相互作用是短程力，其力程只有10－18 m。
四、结合能1．结合能：原子核是核子凭借核力结合在一起构成的，要把它们分开，也需要能量，这就是原子核的结合能。2．比结合能原子核的结合能与核子数之比，叫作比结合能，也叫作平均结合能．比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定．中等大小的核的比结合能最大，最稳定。 五、质量亏损1．质能方程：物体的能量与它的质量的关系是：E＝mc2。2．质量亏损：原子核的质量小于组成它的核子的质量之和的现象。
1.关于原子核的变化、核能及核力，下列说法正确的是（　　）A．核力是一种弱相互作用，只能发生在原子核内相邻核子之间B．某原子经过一次α衰变和两次β衰变后，核内质子数不变C．放射性原子核X发生衰变，衰变产物的结合能之和一定大于原来X的结合能D．原子核发生衰变时，不遵循能量守恒定律，但遵循动量守恒定律
2.关于原子学中，下列说法中正确的是（　　）A．氡的半衰期为3.8天，10000个氡原子核经过3.8天后剩下5000个没有发生衰变。B．发现天然放射现象的意义在于使人类认识到原子核具有复杂的结构C．比结合能越大，原子核中核子结合的越牢固，原子核越稳定D．氢原子的核外电子，在由离核较远的轨道自发跃迁到离核较近的轨道的过程中，放出光子，电子动能增加，原子的电势能增加
3.下列说法正确的是（　　）A．原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量B．结合能越大，原子中核子结合得越牢固，原子核越稳定C．在核反应过程的前后，反应体系的质量数守恒，但总质量一定减少D．一重原子核衰变成α粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能
4.下列说法正确的是（　　）A．在黑体辐射中，黑体的温度越高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动B．根据玻尔原子理论，氢原子在辐射光子的同时，电子的轨道半径也在连续地减小C．原子核中的中子与其他核子间没有库仑力，但有核力，有助于维系原子核的稳定D．一束光照射到某种金属上能发生光电效应，减小光的强度，可能没有光电子逸出